Olet ehkä kerran oppinut, että ”lämmin ilma nousee ja viileä ilma uppoaa”. Mutta se ei aina pidä paikkaansa.

Tämä johtuu siitä, että ilman kelluvuus – sen kyky nousta – määräytyy sekä sen lämpötilan että sen sisältämän vesihöyryn perusteella. Kuiva ilma sisältää enimmäkseen typpeä ja happi, jotka on koottu eri molekyyleiksi. Vesihöyry on vähemmän tiheää kuin nämä raskaat molekyylit; kosteassa ilmassa vesihöyry vie tilaa, jonka typpi ja happi yleensä käyttävät. Tämä ilmiö tunnetaan ”höyryn kelluvuusvaikutuksena” kosteana ilma, joka on kevyempää kuin kuiva ilma, jolla on sama lämpötila, paine ja tilavuus.

Suuressa mittakaavassa höyryn kelluvuusvaikutus auttaa ohjaamaan ilman liikkumista ilmakehän alimman alueen läpi, joka tunnetaan troposfäärinä, ja vaikuttaa erityisesti ilmaan kosteilla, trooppisilla alueilla. Jopa tropiikissa jotkut ilmalaikat pysyvät suhteellisen kuivina verrattuna itään tai länteen kosteampaan ilmaan. Nyt uusi ilmastomalli viittaa siihen, että tämä kostean ilman nousun ja kuivan ilman kierto uppoaminen voi jonkin verran puskuroida c: n vaikutuksia rajoitettu muutos tropiikissa.

”Ilman tätä vaikutusta ilmaston lämpeneminen olisi vieläkin pahempaa”, kertoi tutkimuksen kirjoittaja Da Yang, apulaisprofessori ilmatieteistä Kalifornian yliopistossa Davisissa ja Lawrence Berkeleyn kansallisen laboratorion yhteinen tiedekunnan tutkija. . Yangin mallin mukaan, joka julkaistiin 6. toukokuuta Science Advances -lehdessä, höyryn kelluvuusvaikutus vahvistaa trooppisilta alueilta avaruuteen vapautuvan lämpöenergian (lämmön) määrää suunnilleen 1-3 wattia neliömetriä kohti . Malli ehdottaa, että trooppisen ilmaston ollessa lämmin, vaikutus voi lisääntyä eksponentiaalisesti, mikä tarkoittaa, että alue päästää yhä enemmän lämpöä, vaikka lämpötila nousee.

Aiheeseen liittyvää: Valokuvan todiste ilmastonmuutoksesta: aika -Lasittuvat kuvat vetäytyvistä jäätiköistä

Siitä huolimatta höyryn kelluvuusvaikutus ei millään tavoin kumoa ilmastonmuutoksen vaikutuksia, Yang sanoi, mutta se saattaa jonkin verran vakauttaa trooppista ilmastoa samalla, kun lämpötilat maan pylväillä nousee verrattain nopeammin, hän sanoi.

Mutta miten se toimii tarkalleen?

Pilvet ja pilvinen taivas

Höyryn kelluvuusvaikutus ”on ollut meteorologien tiedossa jo kauan”, ainakin vuosisadan, New Yorkin yliopiston matematiikan ja ilmakehän / meritieteen professori Olivier Pauluis, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, kertoi WordsSideKick.comille sähköpostitse. Vaikka ajatus siitä, että lämmin ilma nousee aina ja viileä ilma aina uppoaa, on monille tuttu, on ”väärä oletus”, hän sanoi.

”Oikea” tavanomainen viisaus ”palaa takaisin Archimedeksen periaatteeseen ja on, että kevyt ilma nousee, raskas ilma uppoaa. ”Kostea ilma on kuitenkin kevyempää kuin kuiva ilma, jolla on sama lämpötila ja paine, Pauluis sanoi.

Vaikka nykyaikaiset ilmastonmuutosmallit ottavat tämän viisauden huomioon, Yang pyrki tutkimaan kuinka trooppisten alueiden kostea ilma vaikuttaa alueen yleiseen lämpenemiseen, tarkemmin sanottuna.

Trooppiset alueet ovat noin 20 astetta päiväntasaajassa, kiedottuina planeetan ympärille vyön tavoin, National Geographicin mukaan. tropiikissa globaalit ilmankierron mallit muodostavat kostean ilman pylväitä ja suhteellisen kuivan ilman pylväitä, jotka istuvat vierekkäin ja ulottuvat taivasta kohti, Yang sanoi. Sama kuvio vuorotellen ilmapylväitä ilmenee myös pienemmissä mittakaavoissa, mutta nämä paikalliset ilmataskut häviävät sisällä da ys, vaikka suuremmat mittakaavat pysyvät vakaina pitkiä aikoja ja vaikuttavat ilmastoon tropiikissa, hän sanoi.

Pilviä ja ukkosta muodostuu kosteassa ilmassa, kun taas kirkas taivas ulottuu suurimmaksi osaksi kuiville alueille, Yang sanoi. Vesihöyry toimii kasvihuonekaasuna ja vangitsee valtameristä, maasta ja ilmakehän alemmilta alueilta tulevan lämpöenergian; sen vuoksi vähän energiaa voi paeta avaruuteen tropiikin kosteammilta alueilta. ”Suurin osa energiasta vapautuisi kirkkaalta taivaalta, ei pilvistä”, Yang sanoi.

Tässä tulee esiin höyryn kelluvuusvaikutus.

Joukkueen tietokonemallien mukaan vesihöyrystä imeytynyt viileä ilma nousee ylöspäin muodostaen pilviä ja pudottaen sateita. Samaan aikaan suhteellisen kuiva, lämmin ilma uppoaa taivaan kirkkailla alueilla. trooppinen ilmasto lämpenee, lisää vettä lämpenee ja siirtyy höyryiseen muotoonsa, jolloin yläpuolella oleva ilma kasvaa yhä kosteammaksi. Myöhempi kelluvuuden muutos ajaa kostean ilman ylöspäin ja ajaa aaltoilua ympäröivän ilman läpi; nämä väreät ilmakehän painovoima-aallot työntävät lämpöä ulos kosteasta ilmasta ja lähellä olevaan kuivaan ilmaan, Yang sanoi.

Aallot tasapainottavat höyryn kelluvuuden äkillisen kasvun vähentämällä lämmön aiheuttamaa ylimääräistä kelluvuutta, hän sanoi.

Tämä sykli ajaa yhä enemmän lämpöä kuivaan ilmaan, mikä päästää lämpöenergian yllä olevaan kirkkaaseen taivaaseen, Yang sanoi.

”Toisin sanoen tekee uppoavasta kuivasta ilmasta vieläkin lämpimämmän”, jolloin kirkkaammilta alueilta pääsee enemmän lämpöä, Yang sanoi. ”Jos meillä ei ole tätä höyryn kelluvuutta, se olisi todennäköisesti päinvastoin”, mikä tarkoittaa, että yhä lämmin ilma nousee kosteilla alueilla, missä sen lämpö jää loukkuun pilvien alle, hän lisäsi.

Löytö ei ole välttämättä uraauurtava ”, kuten tiedemiehet ovat tienneet höyryn kelluvuudesta jo pitkään, Pauluis sanoi. Se kuitenkin korostaa tarvetta ottaa huomioon sekä lämpötila että suhteellinen kosteus mallinnettaessa ilmastonmuutosta erityisesti trooppisilla alueilla, hän lisäsi.

Tulevaisuudessa Yang ja hänen avustajansa pyrkivät kehittämään suuria malleja. testata heidän teoriansa. Tässä tutkimuksessa he mallintivat pienimuotoisia kostean ja kuivan ilman järjestelmiä, jotka pysyivät vakaina ajan myötä, kuten suuren mittakaavan järjestelmä. Kehittääksesi täysimittaisen mallin, joka kerää toimintaa koko tropiikissa, joukkue tarvitsee paljon enemmän laskentatehoa. Lisäksi Yang toivoo keräävänsä havainnointitietoja trooppisilta alueilta saadakseen selville, kuinka joukkueen ennusteet pysyvät todellisessa maailmassa.

”Haluamme myös tietää, miten höyryn kelluvuus vaikuttaa pilviin ja tuuliin maan päällä? ”hän sanoi.

” Keskeinen haaste tulevien ilmastonmuutosten ennustamisessa on arvioida oikein muutokset mataliin pilviin, missä vaikutus on merkittävämpi ”, Pauluis lisäsi.

• 6 Ilmastonmuutoksen odottamattomat vaikutukset
• 5 tapaa, joilla ilmastonmuutos vaikuttaa terveyteesi
• Ilmastonmuutoksen todellisuus: 10 myyttiä murrettu

Alun perin julkaistu WordsSideKick.comissa.